Author Topic: Null-Flüsse und negative Flüsse  (Read 9155 times)

Offline walk

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Null-Flüsse und negative Flüsse
« on: May 12, 2006, 11:28 »
Hallo Umberto-Forum,

ich habe ein Modell erstellt, bei dem je nach Vorgaben (gesetzten Netzparametern) einzelne Flüsse auch mal auf null fallen können. Jedoch können Transitionen mit Null-Flüssen scheinbar nicht umgehen und der Fluss wird als nicht existent angesehen - die Berechnung endet mit der entsprechenden Fehlermeldung.


Soweit ich das überblicke, gibt es aus der Petri-Logik keinen Grund, warum ein Fluss nicht mit der Maßzahl \'0\' versehen sein könnte.

-Sehe ich das richtig, dass der Berechnungsabbruch auf einer \'Sicherheitsabfrage\' beruht, die Fehler vermeiden soll?

-...es aber keinen rechentechnischen Grund gibt, warum ein Fluss nicht null werden darf?

-Gibt es einen Schalter, mit dem man diese Sicherheitsabfrage deaktivieren kann?


Damit verwandt ist eine andere Frage, nämlich die nach negativen Flusswerten. Dies machen dann Sinn, wenn bei der Abbildung von Entsorgungsprozessen das Primärmaterial gutgeschrieben werden soll, das einem Recyclingprodukt entspricht. Bisher mache ich das manuell, automatisiert wäre schöner.

Gruß

Wolfgang Walk



Offline jhedemann

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Re: Null-Flüsse und negative Flüsse
« Reply #1 on: May 12, 2006, 18:16 »
Hallo Herr Walk,

im Moment sind wir sehr mit der Vorbereitung und Durchführung unseres Auftritts auf der Achema 2006 beschäftigt. Deshalb möchte ich Sie auf eine ausführliche Antwort nach der Achema vertrösten.

Negative Flüsse haben wir bislang aus prinzipiellen Gründen nicht erlaubt. Eine Gutschrift ist ja recht virtuell. Wie sieht ein Sankeypfeil aus, wenn darin ein positiver und negativer Fluß enthalten ist?
Wir sind in einem Projekt aber dabei mit negativen Flüssen zu experimentieren. Ob das zur Version 6 kommt, ist noch nicht entschieden.

Bei den Null-Flüssen gibt es gewisse Konstellationen, bei denen diese unterbunden werden. Kritisch ist es bei linearen Transitionen und bei der LCI Berechnung. Ich werde nach der Achema versuchen, dazu eine Übersicht zu geben.

--
Jan Hedemann
Team Umberto
ifu Hamburg GmbH

Offline walk

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Re: Null-Flüsse und negative Flüsse
« Reply #2 on: May 30, 2006, 12:14 »
Hallo Herr Hedemann, hallo Liste,

ich habe noch ein paar Bemerkungen zum letzen Posting:

1) Wie sieht ein Sankeypfeil negativer Flüsse aus? Positive und negative Flüsse sollten in getrennten Pfeilen dargestellt werden, Pfeilrichtung jeweils in positiver Richtung. Gutschriften sind wie Sie sagten \"recht virtuell\", aber das könnte man z.B. durch Schraffur etc. verdeutlichen.

2) Darauf folgt die Frage: Wo ist dann der Unterschied von einem negativen Fluss und einem positiven Fluss in umgekehrter Richtung?

-In der Tat könnte man Transitionen \'umdrehen\', d.h. Inputflüsse werden zu Outputflüssen. Neben dem Modul für eine \"Stahlwerk\" gäbe es ein Modul \"Gutschrift Stahlwerk\" mit einem Input(!)-Fluss Stahl. Dieses Umdrehen ist nur ein Haufen Arbeit, obwohl die notwendige Information eigentlich schon ITechnisch abgelegt ist.

-Probleme treten an der Schnittstelle von Technosphäre zur Umwelt auf: Das Bewertungssystem müsste unterscheiden zwischen einer vermiedenen Ressourcenentnahme und einer Deposition. Der negative Fluss von Technosphäre zur Umwelt ist in diesem Fall nicht gleichbedeutend einem positiven Fluss von Umwelt nach Technosphäre. Beispiel: Ein Fluss Blei -> Erdreich könnte sowohl vermiedene Entnahme oder Kontaminierung sein - bewertungstechnisch ein großer Unterschied.

-Also dachte ich mir, die Lösung mit negativen Flüssen wäre ganz elegant: Kein fehlerträchtiges und zeitintensives Umdrehen der Transitionen, keine manuelle Anpassung der Bewertungssysteme. Nutze einfach was schon da ist, um rational und konsistent zu sein.

Viele Grüße

Wolfgang Walk


N.B.: In EcoInvent tauchen selten negative Werte auf - allerdings mit einem völlig anderen Hintergrund: Es handelt sich um die Abreicherung von Schwermetallen durch Ernte & Nutzung von Pflanzen. Aber das ist eine andere Geschichte.

Offline jhedemann

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Re: Null-Flüsse und negative Flüsse
« Reply #3 on: June 12, 2006, 09:34 »
Hallo Herr Walk,
zunächst zu Ihrem letzten Posting:

Herr Walk schrieb:
-------------------------------------------------------
> Hallo Herr Hedemann, hallo Liste,
>
> ich habe noch ein paar Bemerkungen zum letzen
> Posting:
>
> 1) Wie sieht ein Sankeypfeil negativer Flüsse aus?
> Positive und negative Flüsse sollten in getrennten
> Pfeilen dargestellt werden, Pfeilrichtung jeweils
> in positiver Richtung. Gutschriften sind wie Sie
> sagten \"recht virtuell\", aber das könnte man z.B.
> durch Schraffur etc. verdeutlichen.

zu 1) negative Flüsse: hier gibt es sicher auch andere diskutable Möglichkeiten der Darstellung.

1a) ihr Vorschlag: separater Pfeil, gleiche Richtung, spezielle Hervorhebung des negativen Flusses
- Nachteil bzw. Nachfrage: Was ist, wenn das gleiche Material sowohl negativ als auch positiv an dem Pfeil auftritt? Saldieren oder separat darstellen?
- Was soll passieren, wenn an einer Connection-Stelle mit mehreren Verbindungen das Material zusammenfließt und normalerweise eine Addition stattfindet? Der negative Bestandteil würde hier verrechnet werden.
- Ihr Vorschlag führt dann m.E. eher zu einem separaten Gutschriften-Material.

1b) der negative Fluss bekommt die umgekehrte Pfeilrichtung und ggf. noch eine spezielle Hervorhebung.
Negative Flüsse könnte man sich auch unabhängig von Gutschriften wünschen.

Alle Lösung sind grafisch nicht ganz einfach darstellbar, aber wir arbeiten daran.

> 2) Darauf folgt die Frage: Wo ist dann der
> Unterschied von einem negativen Fluss und einem
> positiven Fluss in umgekehrter Richtung?
>
> -In der Tat könnte man Transitionen \'umdrehen\',
> d.h. Inputflüsse werden zu Outputflüssen. Neben
> dem Modul für eine \"Stahlwerk\" gäbe es ein Modul
> \"Gutschrift Stahlwerk\" mit einem Input(!)-Fluss
> Stahl. Dieses Umdrehen ist nur ein Haufen Arbeit,
> obwohl die notwendige Information eigentlich schon
> ITechnisch abgelegt ist.

Auch das wäre sicher ein denkbares Umberto-Feature, wurde aber bislang noch garnicht nachgefragt.
Im Detail müßte man überlegen, wie mit allen Bestandteilen einer Transition (Allokation, Kosten, etc.) zu verfahren wäre.
 
> -Probleme treten an der Schnittstelle von
> Technosphäre zur Umwelt auf: Das Bewertungssystem
> müsste unterscheiden zwischen einer vermiedenen
> Ressourcenentnahme und einer Deposition. Der
> negative Fluss von Technosphäre zur Umwelt ist in
> diesem Fall nicht gleichbedeutend einem positiven
> Fluss von Umwelt nach Technosphäre. Beispiel: Ein
> Fluss Blei -> Erdreich könnte sowohl vermiedene
> Entnahme oder Kontaminierung sein -
> bewertungstechnisch ein großer Unterschied.

Ja, genau! Also gehen Sie von einem separaten Material aus, wenn Sie an Gutschriften denken? Oder würden Sie das gleiche Material mit negativen Vorzeichen verwenden?

> -Also dachte ich mir, die Lösung mit negativen
> Flüssen wäre ganz elegant: Kein fehlerträchtiges
> und zeitintensives Umdrehen der Transitionen,
> keine manuelle Anpassung der Bewertungssysteme.
> Nutze einfach was schon da ist, um rational und
> konsistent zu sein.
Ich denke, so einfach ist es leider nicht. Zumindest die Bewertungssysteme müßten ja angepasst werden.

Viele Grüße
Jan Hedemann
--
Jan Hedemann
Team Umberto
ifu Hamburg GmbH

Offline jhedemann

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Re: Null-Flüsse und negative Flüsse
« Reply #4 on: June 12, 2006, 10:25 »
Hallo Herr Walk,

zu den Null-Flüssen. Anhand des Eimer-Beispiels und einer aktuellen Umberto-Version (5.0 SP3) lassen sich die folgenden Punkte nachvollziehen:

1) Generell nicht erlaubt ist ein Coefficient von 0 in einer linearen Transition, um eine Division durch 0 zu vermeiden.

2) Null-Ressourcenverbräuche bzw. Null-Emissionen
also Flüsse von/zu Input/Output-Stellen funktionieren mit dem Wert 0.
Allerdings tauchen diese Flüsse nicht im Balance Sheet auf.

3) Errechnen von Null-Flüssen in Transitionen.
Dies funktioniert ebenfalls (außer bei linearen Transitionen).

4) Verarbeiten von Null-Flüssen.
Wird in einer (in Rechenrichtung) vorgelagerten Transition ein Null-Fluss errechnet und liegt dieser dann an einer anderen Transition an, so rechnet diese Transition korrekt.

5) Manueller Null-Fluss
Auch die Wertänderung eines manuellen Flusses auf 0 führt zur korrekten Netzberechnung.

Umberto soll mit Null-Flüssen umgehen können. Dies wurde auch kontinuierlich verbessert.
Vermutlich habe ich einen Fall übersehen. Bitte schicken Sie uns doch Ihr Szenario zu, damit wir Ihre Konstellation prüfen können.
--
Jan Hedemann
Team Umberto
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Offline mschottler

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Re: Null-Flüsse und negative Flüsse
« Reply #5 on: June 27, 2006, 11:43 »
Wir hatten in der Vergangeheit Fehler wenn in der Transition eine Umwandlung definiert war, ein SToff aber gar nicht (am Eingang) erschien: nachdem wir \"Konditionierungstransitionen\" geschaffen haben, die nicht vorhandene Ströme explizit auf Null setzen, gab es diese Probleme nicht mehr.

M. Schottler
M+W Zander
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Environmental Consulting/Manufacturing Technology Group

Offline walk

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Lösung: Negative Flüsse - Gutschriften
« Reply #6 on: April 16, 2007, 19:18 »
Hallo Forum,

Nach ISO14044:2006 sollen Allokationen in Ökobilanzen \"wo auch immer möglich\" vermieden werden (Abschnitt 4.3.4.2 Allokationsverfahren) - entweder durch Detaillierung von Modulen oder durch Systemraumerweiterung.

Verwertungs-/Recyclingaufwand muss zwischen den beiden Gütern Sekundärrohstoff und Entsorgungsdienstleistung \"verteilt\" werden (vgl. dazu auch die ausführliche Diskussion in Fleischer, G.; Hake, J.-F.:  Aufwands- und ergebnisrelevante Probleme der Sachbilanzierung. Schriften des Forschungszentrums Jülich. Reihe Umwelt/Environment, Band 30 (2002)).

Ein Ansatz dazu ist, dem Recyclingsystem eine Gutschriften für vermiedenen Primäraufwand zu erteilen. Die Höhe der Gutschrift sind vermiedene Umweltlasten durch Herstellung eines nutzengleichen Produktes aus Primärrohstoffen (also Lösungsweg Systemraumerweiterung um Allokation zu vermeiden).

Wie in dem Thread \'Null-Flüsse und negative Flüsse\' in diesem Forum klar wird, sind Gutschriften mittels negativer Flüsse ziemlich problematisch. Ich habe folgendes \'workaround\' erstellt, mit dem Gutschriften in der Kombination Umberto+EcoInvent(results)+EcoIndicator99(H,A) möglich sind:
* Erstelle \'GutschriftenTransition\' durch vertauschen der Inputs und Outputs (kleines Skript).
* Modifiziere Bewertungssystem EI99(H,A) so, dass Emissionen auf der Inputseite(!) als Gutschriften gewertet werden; ebenso Ressourcenbedarf auf der Outputseite. Durch die Benennung der Elementarflüsse bei EcoInvent gibt es i.d.R. keine Verwechslung zwischen z.B. vermiedener Blei-Deposition und Blei-Abbau.

Nach ersten Tests scheint diese Lösung rechnerisch zu funktionieren. Methodisch möchte ich das Vorgehen hier zur Diskussion stellen. Falls jemand an einem ähnlichen Problem arbeitet oder eine andere Lösung hat, wäre ich interessiert.

Gruß

Wolfgang Walk

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wolfgang.walk@itc-zts.fzk.de

Offline pbeilschmidt

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Re: Lösung: Negative Flüsse - Gutschriften
« Reply #7 on: April 17, 2007, 07:54 »
Hallo Herr Walk,

vielleicht haben Sie Interesse, Ihre Lösung auf dem nächsten Umberto-Anwender-Workshop (Anfang Oktober 2007) vorzustellen?
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Peter Müller-Beilschmidt
myUmberto Moderator
ifu Hamburg GmbH